JPH02136503A - Rotary type spherical valve gear - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
この発明は、ピストンおよびシリンダより成る方式の内
燃機関に関し、特に、燃料と空気との7部合気をシリン
ダに導入すると共に排気ガスを排出させるための球状回
転バルブ装置に関する。Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention relates to an internal combustion engine consisting of a piston and a cylinder. This invention relates to a spherical rotary valve device.
元来、ピストンおよびシリンダより成る方式の内燃機関
においては、爆発行程に先立って燃料・空気混合気(以
下「混合気」と称する)のシリンダへの充填、ならびに
排気行程における排気カスの排出とを、各シリンダ毎に
実行させる必要がある。従来のピストン・シリンダ方式
の内燃機関においては、吸入行程において、カム軸の回
転運動に応じてバネ付勢された弁を開放させ、混合気を
気化器からシリンダおよび燃焼室へ流入させる。Originally, in an internal combustion engine consisting of a piston and a cylinder, a fuel-air mixture (hereinafter referred to as "mixture") is charged into the cylinder prior to the explosion stroke, and exhaust residue is discharged during the exhaust stroke. , must be executed for each cylinder. In a conventional piston-cylinder internal combustion engine, during the intake stroke, a spring-loaded valve is opened in response to rotational movement of a camshaft, allowing air-fuel mixture to flow from a carburetor into a cylinder and a combustion chamber.
シリンダの圧縮および燃焼行程においては、カム軸は吸
気弁を閉鎖せしめ、同時にこのカム軸は、他の弾圧弁す
なわち排気弁を開放させ、圧縮および燃焼行程が生起さ
れたあとに、シリンダを空虚にする。このjA気ガスは
シリンダから排出されて排気マニホルドに進入する。During the compression and combustion strokes of the cylinder, the camshaft closes the intake valve, and at the same time this camshaft opens the other pressure valve, the exhaust valve, emptying the cylinder after the compression and combustion strokes have taken place. do. This jA gas is exhausted from the cylinder and enters the exhaust manifold.
弾性部材によって付勢された弁を仔する方式の従来の内
燃機関を効率よく動作させるためのハードウェアは、ス
プリング、コック、案内部材、揺動シャフトおよび開閉
弁自体等の、通常シリンダ頭部内に位置する各部材であ
って、通常、はぼ鉛直位置において動作し、シリンダを
開閉し、シリンダ内部に昇降することにより、混合気を
吸入し、洗気を排出させるのである。The hardware required to efficiently operate a conventional internal combustion engine with a valve biased by an elastic member is usually located inside the cylinder head, such as springs, cocks, guide members, rocking shafts, and the on-off valve itself. Each member located in the cylinder normally operates in a vertical position, opens and closes the cylinder, and moves up and down inside the cylinder to suck in air-fuel mixture and discharge cleaning air.
機関の回転速度が増大するのに伴なって、弁の開閉動作
は一層頻繁に反復されるので、ピストンと開放ブtとの
偶発的な接触を防止してエンジンに重大な損傷を与えな
いようにするために、タイミングおよび許容差を厳しく
する必要がある。前述のハードウェアおよび動作に関し
ては、各シリンダ毎に通常1個の排気弁と1個の吸気弁
とが前記ハードウェアに付随して設けられる。しかし、
現在多くの内燃機関は、次第に多数弁方式に移行する傾
向にあり、その各々の弁にハードウェアと多数のカム軸
が付随することになる。As the rotational speed of the engine increases, the opening and closing operations of the valves are repeated more frequently, so it is necessary to prevent accidental contact between the piston and the opening button and cause serious damage to the engine. Tight timing and tolerances are required to achieve this. Regarding the hardware and operation described above, there is typically one exhaust valve and one intake valve associated with the hardware for each cylinder. but,
Currently, many internal combustion engines are increasingly moving toward multi-valve systems, with each valve having associated hardware and multiple camshafts.
(発明が解決しようとする課題)
首記従来の内燃機関においては、カム軸は、タイミング
ベルトまたはチェーンを介して、クランク軸によって回
転駆動される。このカム軸および、カム軸によって作動
される開閉弁は、各種の機械的要素によって生ずる摩擦
力のために、エンジン効率を低下させる要因となるとい
う問題点があった。(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional internal combustion engine, the camshaft is rotationally driven by the crankshaft via a timing belt or chain. This camshaft and the on-off valve operated by the camshaft have a problem in that they become a factor in reducing engine efficiency due to frictional forces generated by various mechanical elements.
この発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、バネ付勢された開閉′
#5およびこれに付随するハードウェアを不要とする新
規な開閉弁を提供しようとするものであり、換言すれば
、カム軸を大型にして、各シリンダに供給する球状の回
転軸作弁を提供しようとするものである。This invention was made in view of these problems, and its purpose is to provide a spring-loaded opening/closing mechanism.
The purpose is to provide a new on-off valve that does not require #5 and its accompanying hardware.In other words, the camshaft is enlarged to provide a spherical rotary shaft-operated valve that supplies power to each cylinder. This is what I am trying to do.
(課題を解決するための手段〕
ト記目的を達成するために、この発明によるピストン・
シリンダ方式の内燃機関用の球状回転式バルブ装置は、
空洞腔を有する2個の部材より成る着脱自在の分割形シ
リンダヘッドを備えることにより、シリンダ頭部と径方
向対称を有する1個の空腔を形成し、この空腔は、内燃
機関の各シリンダ1基に対して、第1と第2の球状ドラ
ムが収納される区画に分割され、その各球状ドラムは、
1つの球に交差する2つの平行平面によって画定された
球面状部分を備え、この平行平面は球の中心に関して対
称の位置にあり、この平行平面と球面部との間の交差部
は丸味を有し、吸気側球状ドラムは、その片方の平面に
は円環状空腔を有すると共に、球面状外周面上には円環
状空腔に連通する1個の開口部を有し、この吸気側球状
ドラムは、シリンダヘッドを経由して燃料空気混合気を
導入するための流通路と連通し、混合気は球状ドラム内
の円環状空腔に流入し、ドラムの球面状周辺上の開口部
がシリンダヘッドへ通ずる吸気ボートと一致する毎に、
混合気はシリンダヘッドに流入し、萌記球面状周辺上の
開口部が吸気ボートと一致しない間は、混合気はシリン
ダヘッドから封断され、他方、排気球状ドラムは、ドラ
ムの球面状周辺りに1個の開口部を有して、シリンダの
排気ポートと整合し、この排気球状ドラムは、前記球状
周辺部の開口部と連通して、球状ドラムの平行側壁面に
第2の開口部を有し、シリンダからの排気ガスは、前記
球状排気ドラムを通じてシリンダから排出されたのち、
排気マニホルドに流入する、という構成より成るもので
ある。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, a piston according to the present invention
The spherical rotary valve device for cylinder-type internal combustion engines is
By providing a removably split cylinder head consisting of two members each having a hollow cavity, a single cavity having radial symmetry with the cylinder head is formed, and this cavity is connected to each cylinder of the internal combustion engine. One unit is divided into compartments in which a first and a second spherical drum are housed, and each spherical drum is
It has a spherical part defined by two parallel planes that intersect one sphere, the parallel planes are located symmetrically with respect to the center of the sphere, and the intersection between the parallel plane and the spherical part has a rounded shape. The intake side spherical drum has an annular cavity on one plane thereof, and has one opening communicating with the annular cavity on the spherical outer peripheral surface. communicates with a flow passage for introducing the fuel-air mixture through the cylinder head, the mixture flows into an annular cavity in the spherical drum, and an opening on the spherical periphery of the drum is connected to the cylinder head. Each time it matches the intake boat leading to
The mixture enters the cylinder head and the mixture is sealed off from the cylinder head while the opening on the spherical periphery of the drum does not coincide with the intake boat, while the exhaust spherical drum is closed off around the spherical periphery of the drum. The exhaust spherical drum has an opening in the spherical drum aligned with the exhaust port of the cylinder, the exhaust spherical drum having a second opening in the parallel side wall of the spherical drum in communication with the opening in the spherical periphery. and the exhaust gas from the cylinder is exhausted from the cylinder through the spherical exhaust drum, and then
The exhaust gas flows into the exhaust manifold.
この発明によれば、多くの可動部材の数を減少させるこ
とによって内燃機関の動作に伴なうa!擦を低減し、機
関の効率を向上せしめることができ、また、ピストンが
開孔したバルブに接触したり、これによって機関に重大
な損傷を与える可能性は回避される。また、従来手動で
回動することが困難であったカム軸を、手動で容易に回
動することが可能となる。According to the invention, the a! Friction can be reduced, engine efficiency can be improved, and the possibility of the piston contacting an open valve and thereby causing serious damage to the engine is avoided. Furthermore, the camshaft, which has conventionally been difficult to rotate manually, can now be easily rotated manually.
〔実施例)
以下、この発明の実施例につき、図面を参照して説明す
ると、第1図から第3図までは球状回転バルブ装置の吸
気球状ドラム10が図示され、このドラムエ0は、円弧
状の球面状外周面12と、平坦な側壁面14と、平坦面
16とによる外周形状を備える。平坦側壁面14と平坦
壁面16とは互いに平行で、球面状外周面12と交差す
る各縁端部は、丸味を持フて外周面12と接合されてい
る。球面状外周面12から円弧状に延長すれば、第2図
の断側面図から明らかなとおり、1つの仮想的な真円が
形成される。一方の側壁面16から内方に向って中央位
置に、平坦側壁面16から他の平坦面にきわめて接近す
るU脂環状空腔18が形成されている。このU形空腔1
8の底奥端と開目端とは、丸味を取って円滑に加工され
ているのが好適である。吸気側球状ドラム10の中心を
貫通して、一方の側壁面16から他方の側壁面14に達
する中央孔20が穿設され、中央孔20は吸入ドラム1
0を貫通してその中心線上に位置する。この中央孔20
は、吸気ドラム10を回転軸22に取付ける手段であり
、吸気ドラム10の回転軸作につき以下に説明する。こ
の実施例においては、中央孔20と軸22とはその長さ
方向に歯が刻まれているが、以後に説明するような取付
方法が適切である。[Embodiments] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIGS. 1 to 3 show an intake spherical drum 10 of a spherical rotary valve device, and this drum 0 has an arc-shaped The outer circumferential shape includes a spherical outer circumferential surface 12, a flat side wall surface 14, and a flat surface 16. The flat side wall surface 14 and the flat wall surface 16 are parallel to each other, and each edge that intersects with the spherical outer circumferential surface 12 is rounded and joined to the outer circumferential surface 12. If it extends in an arc shape from the spherical outer circumferential surface 12, one virtual perfect circle is formed, as is clear from the cross-sectional side view of FIG. A U alicyclic cavity 18 is formed at a central position inwardly from one side wall surface 16 and very close to the other flat surface from the flat side wall surface 16 . This U-shaped cavity 1
It is preferable that the bottom end and the open end of No. 8 are rounded and smoothly processed. A central hole 20 is bored through the center of the suction side spherical drum 10 and reaches from one side wall surface 16 to the other side wall surface 14.
0 and is located on its center line. This central hole 20
is means for attaching the intake drum 10 to the rotating shaft 22, and the rotating shaft operation of the intake drum 10 will be explained below. In this embodiment, the central hole 20 and the shaft 22 are toothed along their length, but the attachment method described below is suitable.
球面状外周面12を通過し、環状空腔18と連通して、
流入孔24が形成され、この孔24は円形断面を有し、
球状吸気ドラム10が回転する間に、シリンダの吸気ボ
ートと連通ずるようになっている。流入孔24の周辺エ
ツジと、そわと球面状外周面12との接合線部は、何れ
も滑らかな半径に加工されている方がよい。passing through the spherical outer circumferential surface 12 and communicating with the annular cavity 18;
An inflow hole 24 is formed, which hole 24 has a circular cross section;
During rotation of the spherical intake drum 10, it communicates with the intake boat of the cylinder. It is preferable that the peripheral edge of the inflow hole 24 and the joining line between the spherical outer circumferential surface 12 and the spherical outer circumferential surface 12 are both machined to have a smooth radius.
第4図は、排気用球状ドラム30の側面図て、以下第5
図と第6図は、それぞれ正面断面図および斜視図である
。この排気用ドラム30は、円弧状球面状外周面32と
、この外周面32に交差する平行平面側壁面34.36
とを備え、その交差部は通常円滑に加工される。その中
心線を貫通して、一方の平面側壁から他方の側壁に及ぶ
中心貫通孔3日が穿設され、このドラム30は回転軸2
2に取付けられ、この軸22によって回動される。FIG. 4 is a side view of the exhaust spherical drum 30.
FIG. 6 is a front sectional view and a perspective view, respectively. This exhaust drum 30 has an arcuate spherical outer circumferential surface 32 and parallel plane side wall surfaces 34 and 36 that intersect with this outer circumferential surface 32.
and their intersections are normally machined smoothly. A center through hole extending from one plane side wall to the other side wall is drilled through the center line, and this drum 30 is connected to the rotating shaft 2.
2 and rotated by this shaft 22.
この排気用球状ドラム30を貫通して排気通路40が形
成され、この通路40の第1の排出孔42は、はぼ円形
断面を有すると共に、排気ドラム30の球面状外周面3
2上に開口し、他方、第2の排出孔44は、ドラム30
の一方の平坦面34上に開口している。排出孔42はシ
リンダの排気ポートと揃うように設計され、第2の排出
孔44は、排気マニホルドと揃うように設計され、排出
孔42と44との間の通路は、シリンダから排気ガスを
排出させるための手段となる。An exhaust passage 40 is formed passing through this spherical exhaust drum 30, and a first exhaust hole 42 of this passage 40 has a substantially circular cross section, and the spherical outer peripheral surface of the exhaust drum 30
2, while the second discharge hole 44 is open on the drum 30.
It is open on one flat surface 34 of. The exhaust hole 42 is designed to align with the exhaust port of the cylinder, the second exhaust hole 44 is designed to align with the exhaust manifold, and the passageway between the exhaust holes 42 and 44 exhausts exhaust gases from the cylinder. It becomes a means to do so.
球状回転バルブという技術思想は、押し杆式バルブとそ
わに伴なうハードウェアの必要性を除去すること、並び
に、駆動行程においてシリンダを充填せしめると共に、
排気行程においてシリンダから排出させるための手段を
提供することにある。以下図面について更に説明すると
おり、吸気用球状ドラムよ0は、気化器(キャビュレタ
ー)からの燃料空気混合気と常時連通状態にあるU字形
円環状空腔18を有し、回転に応じて流入孔24が、シ
リンダヘッドの下半体110内の吸気孔108と整合し
た際には、円環状空腔18に入った燃料空気混合気がシ
リンダ内へ導入されるが、整合していない間は、球面状
外周面12は、シリンダの吸気ボートを密閉する作用を
果たす。The concept of a spherical rotary valve eliminates the need for the hardware associated with push-rod valves and stiffness, as well as allowing the cylinder to fill during the drive stroke.
The object is to provide a means for evacuation from the cylinder during the exhaust stroke. As will be further explained with reference to the drawings below, the intake spherical drum 0 has a U-shaped annular cavity 18 that is in constant communication with the fuel-air mixture from the carburetor, and has an inlet hole 18 that is in constant communication with the fuel-air mixture from the carburetor. 24 is aligned with the intake hole 108 in the lower half 110 of the cylinder head, the fuel-air mixture entering the annular cavity 18 is introduced into the cylinder; The spherical outer circumferential surface 12 serves to seal the intake boat of the cylinder.
次にシリンダの排気行程に関しては、排気用球状ドラム
30の球面状外周面32は、その第1の排出孔42がシ
リンダヘッドの下部半休110内の排気孔109と整合
する迄は、シリンダの排気ポートに対して密封状態を維
持する。次に、ピストンの排気運動によって、排気ガス
を排出させ、これを第1の排出孔42および内部流路4
oを通じて、i2の排出孔44を通じ、排気マニホルド
に流入せしめる。Next, regarding the exhaust stroke of the cylinder, the spherical outer peripheral surface 32 of the spherical exhaust drum 30 is connected to the exhaust gas of the cylinder until its first exhaust hole 42 is aligned with the exhaust hole 109 in the lower half-hole 110 of the cylinder head. Maintains a seal against the port. Next, the exhaust movement of the piston causes exhaust gas to be discharged and is transferred to the first exhaust hole 42 and the internal flow path 4.
o through the exhaust hole 44 of i2 into the exhaust manifold.
吸気用球状ドラム10の流入孔24、および排気用球状
ドラム30の第1の排出孔42の位置設定は、シリンダ
内部におけるピストンの駆動行程と排気行程、および内
燃機関のタイミング要件を考慮に入れて行われることは
言うまでもない。The positioning of the inlet hole 24 of the intake spherical drum 10 and the first outlet hole 42 of the exhaust spherical drum 30 takes into account the drive and exhaust strokes of the piston inside the cylinder and the timing requirements of the internal combustion engine. Needless to say, it will be done.
第7図は、吸気用球状ドラムに関して、シリンダ、シリ
ンダヘッドおよび内部ピストンとの関係を明示する断面
図である。シリンダとピストンおよびその周辺機構は、
従来の内燃機関と大差はない。機関本体100には、そ
の内部のシリンダ空腔内に、クランク軸103に固設さ
れて空腔102内に往復動するピストン104が配設さ
れている。シリンダ空腔自体は、複数個の閉鎖流路10
6で包囲され、流通する冷却媒体によって機関が適温に
維持されるようにされている。シリンダヘッドを除去す
れば、シリンダ空腔とその内部のピストンを観察するこ
とができる。この発明による内燃機関の頭部は分割構造
のシリンダヘッドであって、その第1の下部半休110
は、機関本体100に固定されると共に、シリンダ10
2への吸気孔108を有する。この吸気孔108は、上
下方向の平行2平而の交差によって形成される半球状の
ドラム収納空腔107内にあり、収納空Jl 107に
よって吸気用球状ドラム10の位置が規定されている。FIG. 7 is a cross-sectional view showing the relationship between the cylinder, cylinder head, and internal piston regarding the spherical intake drum. The cylinder and piston and their surrounding mechanisms are
There is no big difference from a conventional internal combustion engine. A piston 104 that is fixed to a crankshaft 103 and reciprocates within the cavity 102 is disposed in a cylinder cavity inside the engine body 100 . The cylinder cavity itself has a plurality of closed channels 10
6, and the engine is maintained at an appropriate temperature by the circulating cooling medium. If the cylinder head is removed, the cylinder cavity and the piston inside it can be observed. The head of the internal combustion engine according to the present invention is a cylinder head with a split structure, and the first lower half 110 of the head is a cylinder head with a split structure.
is fixed to the engine body 100, and the cylinder 10
It has an intake hole 108 to 2. This intake hole 108 is located within a hemispherical drum storage space 107 formed by the intersection of two parallel spaces in the vertical direction, and the position of the intake spherical drum 10 is defined by the storage space Jl 107.
さらに、分割構造の上部半体112にも、平行2平而に
よって画定された半球状のドラム収納空腔113が形成
され、吸気用ドラム10の上部半分を収納する空腔が形
成される。シリンダヘッドの上部および下部の芥半体1
12.110が、通常のボルトで機関本体に固定される
と、吸気用球状ドラム10は、分割構造の2個のヘッド
半休によって形成される空腔内に回転可能に門人される
。第9図と第10図は、分割構造のヘッド部と回転ドラ
ムとの関係を明示する斜視図で、U字状即ち円環状の空
腔18は、吸気管114に連通される際に、燃料空気混
合気をU字状空腔18に流入させることができる。吸気
用球状ドラム10の回転中における気密性を良好ならし
めるために、シリンダ空腔への吸気孔108の周囲には
5密閉手段116が配設されている。また、下部半休1
10と上部半体112には、冷却媒体を流通させるため
の複数個の内部流通路106が内設されている。さらに
、潤滑用の適切な滑油流通路も配設することができる。Furthermore, a hemispherical drum housing cavity 113 defined by two parallel bodies is also formed in the upper half 112 of the split structure, and a cavity for housing the upper half of the intake drum 10 is formed. Upper and lower half of cylinder head 1
12.110 is fixed to the engine body with conventional bolts, the intake spherical drum 10 is rotatably inserted into the cavity formed by the two head halves of the split structure. 9 and 10 are perspective views clearly showing the relationship between the head portion of the split structure and the rotating drum, and the U-shaped, that is, annular cavity 18 is connected to the intake pipe 114, where the fuel An air mixture can flow into the U-shaped cavity 18. In order to ensure good airtightness during rotation of the spherical intake drum 10, five sealing means 116 are provided around the intake hole 108 to the cylinder cavity. In addition, the lower part half holiday 1
10 and the upper half 112 are provided with a plurality of internal flow passages 106 for circulating a cooling medium. Furthermore, suitable oil flow channels for lubrication can also be provided.
前記第7図は、特に吸気用球状ドラム10に関して詳細
に図示したものである。この吸気用ドラム10の背後に
接近して排気用ドラム30が位置しており、こわらの動
作をピストンとの関連において以下に詳説する。FIG. 7 particularly shows the intake spherical drum 10 in detail. Closely located behind this intake drum 10 is an exhaust drum 30, the operation of which will be described in detail below in relation to the piston.
吸気用ドラム10のU字状円滑空腔18は、吸気管11
4を経由して流入する燃料空気混合気によって連続的に
充満される。但し、回転に伴って流入孔24が吸気孔1
08に会合する際のみに、混合気はシリンダ空腔102
内へ吸入される。密閉機構116は、吸気用ドラム10
の球面状外周面12に圧接されることによって気密密封
作用を形成し、混合気を円環状空腔18から吸気孔10
8を通じてシリンダ空腔へと確実に吸入させる作用を果
たす。通常動作においては、この導入作用は、吸気行程
においてピストン104の下降運動に伴って生起され、
シリンダに混合気を充填させるのである。流入孔24が
吸気孔108と整合しなくなると、流入孔24は閉8n
状態となり、吸気用ドラムJOの外周面12は、吸気孔
108を閉30シて、ピストン104の駆動行程と混合
気点火が可能なるような状態に移行せしめる。吸気用ド
ラム10は回転軸22によって回動され、単軸形機関に
おいては、この回転軸22に、吸気用ドラムと排気用ド
ラムを1対とした複数対のドラム群が順次に隣接して固
設され、その各対のドラムは、シリンダ空腔102に対
応して配設されている。回転軸22は、タイミングチエ
インその他類似の機構により、ピストン104が取付け
られているクランク軸と回転連結されている。これによ
り、吸気孔108の開閉の時期を確実ならしめている。The U-shaped smooth cavity 18 of the intake drum 10 is connected to the intake pipe 11.
It is continuously filled with a fuel-air mixture entering via 4. However, as the rotation progresses, the inflow hole 24 becomes the intake hole 1.
08, the air-fuel mixture enters the cylinder cavity 102.
inhaled into the body. The sealing mechanism 116 is connected to the intake drum 10.
By being pressed against the spherical outer circumferential surface 12 of the spherical outer circumferential surface 12 of the
8 to ensure suction into the cylinder cavity. In normal operation, this introduction effect occurs along with the downward movement of the piston 104 during the intake stroke,
The cylinder is filled with air-fuel mixture. When the inflow hole 24 is no longer aligned with the intake hole 108, the inflow hole 24 closes 8n.
In this state, the outer circumferential surface 12 of the intake drum JO closes the intake hole 108 and shifts to a state in which the driving stroke of the piston 104 and the ignition of the air-fuel mixture are possible. The intake drum 10 is rotated by a rotating shaft 22, and in a single-shaft engine, a plurality of pairs of drums, each consisting of an intake drum and an exhaust drum, are sequentially adjacent to and fixed on this rotating shaft 22. and each pair of drums is disposed corresponding to a cylinder cavity 102. Rotating shaft 22 is rotationally connected to a crankshaft to which piston 104 is attached by a timing chain or similar mechanism. This ensures the timing of opening and closing of the intake hole 108.
第8図は、シリンダ、ヘッド、および吸気と排気マニホ
ルドを含む断面図で、特に排気用球状ドラム30の動作
を図示するものである。FIG. 8 is a cross-sectional view including the cylinder, head, and intake and exhaust manifolds, specifically illustrating the operation of the exhaust spherical drum 30.
第8図中にも、シリンダ空腔102を有する内燃機関本
体100と、シリンダ空腔102内を上下動するピスト
ン104が図示されている。下部および下部のシリンダ
ヘッド110.112は本体100に固設され、特に排
気用球状ドラム30が図示されている。このドラム30
は、前記吸気ドラム10と類似のドラム収納空腔107
.113の内部の下部ヘッド半休110と上部ヘット半
休112の内部に回転可能に位置し、シリンダ空腔10
2に通じる排気孔109に連通されている。排気行程に
おいては、ピストン104はその駆動行程、即ちシリン
ダ内部で燃料混合気を圧縮し点火する行程を終了してい
る。この駆動行程は、吸気用球状ドラム10と排気ドラ
ム30の球面状外周辺が、吸気孔108と排気孔109
の各々に必要な密閉を与えることによって完成される。Also shown in FIG. 8 is an internal combustion engine main body 100 having a cylinder cavity 102, and a piston 104 that moves up and down within the cylinder cavity 102. The lower and lower cylinder heads 110, 112 are fixed to the body 100, in particular the exhaust spherical drum 30 is shown. This drum 30
is a drum housing cavity 107 similar to the intake drum 10.
.. It is rotatably located inside the lower head half-rest 110 and the upper head half-rest 112 inside the cylinder cavity 10.
The exhaust hole 109 communicates with the exhaust hole 109 that communicates with the exhaust port 2. During the exhaust stroke, the piston 104 has completed its drive stroke, ie, the stroke of compressing and igniting the fuel mixture inside the cylinder. In this driving stroke, the spherical outer peripheries of the intake spherical drum 10 and the exhaust drum 30 are connected to the intake hole 108 and the exhaust hole 109.
is completed by providing the necessary sealing for each.
燃料混合気に点火されると、ピストン104をシリンダ
空Jl”:102内で下方に降下させ、次いでピストン
104は、排気行程において上昇し始める。回転軸22
によって排気ドラム30が回転すると、クランク軸との
タイミング関連において、回転によって第1の排出孔4
2を排気孔109の位置に対面させる。このようにして
、流通路は、排気ドラム30を通過して、シリンダヘッ
ドの頂部の排気孔109から排気ドラム30の球面状外
周面32上の第1の排出孔42に通じて形成される。次
に内部通路40を経由して、側壁面上の第2の排出孔4
4に到り、さらに排気管120を通過し、排気ガスは大
気中に排出される。排気ドラム30はさらに回転を続け
、第1の排気孔42は排気孔109との対面位置から外
れて、ピストン104がほぼ頂点まで上昇した頃にはシ
リンダ空腔102を閉鎖し、この位置で、吸気用ドラム
10の流入孔24が吸気孔108と揃う状態となり、新
しい燃料混合気が導入される。Ignition of the fuel mixture causes the piston 104 to drop downward in the cylinder empty Jl'': 102, and then the piston 104 begins to rise on the exhaust stroke.
When the exhaust drum 30 rotates, the rotation opens the first exhaust hole 4 in relation to the timing with the crankshaft.
2 to face the position of the exhaust hole 109. In this way, a flow path is formed through the exhaust drum 30 from the exhaust hole 109 at the top of the cylinder head to the first exhaust hole 42 on the spherical outer circumferential surface 32 of the exhaust drum 30 . Next, via the internal passage 40, the second discharge hole 4 on the side wall surface is opened.
4 and further passes through the exhaust pipe 120, where the exhaust gas is discharged into the atmosphere. The exhaust drum 30 continues to rotate further, and the first exhaust hole 42 is removed from the position facing the exhaust hole 109, and when the piston 104 has risen almost to the top, the cylinder cavity 102 is closed, and at this position, The inflow hole 24 of the intake drum 10 is aligned with the intake hole 108, and a new fuel mixture is introduced.
排気ドラム30は、吸気ドラl\10に使用されるのと
同様な密閉手段116と当接し、以下にこれを説明する
。The exhaust drum 30 abuts a sealing means 116 similar to that used on the intake drum l\10, which will be described below.
第9図は、回転軸22に取付けられて、4気筒機関に使
用される回転式球状バルブ装置の斜視図であり、各シリ
ンダに関して、吸気ドラム10と排気ドラム30とより
成る各対間の関係を図示したものである。次に第10図
は、分t1構造ヘッドの下部半休110内に位置する回
転式球状バルブの、1個のシリンダについての斜視図で
ある。FIG. 9 is a perspective view of a rotary spherical valve device mounted on a rotating shaft 22 and used in a four-cylinder engine, showing the relationship between each pair of intake drums 10 and exhaust drums 30 for each cylinder. This is an illustration. 10 is a perspective view of one cylinder of the rotary spherical valve located in the lower half 110 of the minute t1 structure head.
第9図と第10図とにより、分離形ヘッド内に回転式バ
ルブを配設した構造における、吸気バルブ10と排気バ
ルブ30との関係が明確に図示されている。複数個の開
口部118は、ヘッドの下部半体110と上部半体11
2とを機関本体に固定させるための手段即ちボルトを挿
通するためのものである。回転@22の一端に配設され
た歯車121は、タイミングチエインまたはヘルドを介
して機関のクランク軸と連結され、回転式バルブ機構の
回転を、シリンダ内のピストンの運動と同期させるよう
にされている。ここで、V−8形の機関が使用される場
合には、シリンダの各列毎に、−組ずつの回転式バルブ
群が付属する構成となる。さらに6シリンダ方式の場合
には、2個のシリンダの追加に応して、吸気ドラムlO
と排気ドラム30より成る2対のドラム対が追加される
ことになる。また後述の実施例における如く、吸気ドラ
ム10群を一方の回転軸上に、排気ドラム30の一群を
他方の回転軸上に配設する構成も可能であり、いわゆる
ツインシャフトエンジンと称せられる機関の利点と効率
とを活用させることができる。回転軸22および吸気・
排気用の各ドラム10.30は、分離形ヘッド内におい
て、多くの軸受面130に支持される。球状ドラムlO
と30とは、ドラム収納空Jl:107と113と同様
に仕上げ加工され、球状ドラムと空腔との間の許容差は
約1000分の1インチに加工される。回転軸22と球
状ドラム構成とが分割形ヘッド内に配設されると、回転
軸22の軸受面130および球状ドラム10と30の各
々は、密閉手段116の部分においてのみ、互いに接触
しており、以下各々の密封構造について説明する。9 and 10 clearly illustrate the relationship between the intake valve 10 and the exhaust valve 30 in a structure in which a rotary valve is disposed within a separate head. A plurality of openings 118 are formed in the lower half 110 and upper half 11 of the head.
2 to the engine body, that is, a bolt is inserted therethrough. A gear 121 disposed at one end of the rotation @ 22 is connected to the engine crankshaft via a timing chain or heald to synchronize the rotation of the rotary valve mechanism with the movement of the piston in the cylinder. There is. Here, when a V-8 type engine is used, each row of cylinders has a configuration in which - sets of rotary valve groups are attached. Furthermore, in the case of a 6-cylinder system, the intake drum lO
and exhaust drum 30 will be added. Furthermore, as in the embodiment described later, it is also possible to arrange a group of intake drums 10 on one rotating shaft and a group of exhaust drums 30 on the other rotating shaft, resulting in an engine called a so-called twin shaft engine. Benefits and efficiencies can be exploited. The rotating shaft 22 and the intake
Each exhaust drum 10.30 is supported on a number of bearing surfaces 130 within the separate head. Spherical drum lO
and 30 are finished in the same manner as the drum storage cavities Jl: 107 and 113, and the tolerance between the spherical drum and the cavity is approximately 1/1000th of an inch. When the rotating shaft 22 and the spherical drum arrangement are arranged in the split head, the bearing surface 130 of the rotating shaft 22 and each of the spherical drums 10 and 30 are in contact with each other only at the sealing means 116. , each sealing structure will be explained below.
第11図は、分割形ヘット構成の下部部材110内にお
ける密閉手段116の第1の実施例の斜視図で、第12
図は、密閉手段116の断面図である。F部品材110
には、シリンダ空腔!02と連通ずる部分を仕上げ加工
された吸気孔108と排気孔109とが配設され、この
吸気孔108と排気孔109の周囲に、環状に加工され
た条溝140が形成され、その断面は、逆り字状となっ
ている。密閉手段116はこの条溝に装着され、密閉手
段116は、凹陥状の環状部材142より成り、その上
面144は、分割形ヘッドの下部部材110内部の空室
の球面形状に適合する形に凹面状に形成されていて、吸
気用球状ドラム10または排気球状ドラム30の環状の
球面状外周面に適合するようにされている。FIG. 11 is a perspective view of a first embodiment of the sealing means 116 within the lower member 110 of the split head configuration;
The figure is a sectional view of the sealing means 116. F part material 110
There is no cylinder cavity! An intake hole 108 and an exhaust hole 109 are provided, the portions of which communicate with 02 are finished, and an annular groove 140 is formed around the intake hole 108 and exhaust hole 109, and the cross section thereof is as follows. , is inverted. A sealing means 116 is mounted in this groove and comprises a concave annular member 142, the upper surface 144 of which is concave in a shape that conforms to the spherical shape of the cavity within the lower member 110 of the split head. It is shaped to fit the annular spherical outer peripheral surface of the intake spherical drum 10 or the exhaust spherical drum 30.
密閉部材142の下部は、環状条溝140の形状に適合
するように、環状垂下突部146と倚肩部148とを有
する形状となっている。傘形環状に形成された弾性部材
150は、垂下突部146と倚肩部148との下部に挿
設され、密封部材142に弾接されることにより、吸気
球状ドラム10と排気球状ドラム30の球面状外周面に
対して緊密な接触が保たれる。この環状弾性部材!50
により、密閉部材142の上面144と、吸気および排
気ドラムの外周球状面との間に緊密な接触が保持される
。、弾性部材150によって生ずるF向き圧力は、通常
約1から5オンズで、気密接触を確実にする。The lower portion of the sealing member 142 has a shape having an annular hanging protrusion 146 and a shoulder portion 148 so as to match the shape of the annular groove 140 . The elastic member 150 formed in an umbrella-shaped annular shape is inserted into the lower part of the hanging protrusion 146 and the shoulder part 148, and is brought into elastic contact with the sealing member 142, so that the air intake spherical drum 10 and the exhaust spherical drum 30 are separated from each other. Close contact is maintained against the spherical outer circumferential surface. This annular elastic member! 50
This maintains intimate contact between the top surface 144 of the sealing member 142 and the outer circumferential spherical surfaces of the intake and exhaust drums. The F-direction pressure exerted by the resilient member 150 is typically about 1 to 5 ounces to ensure an airtight contact.
密閉部材142の上表面144は、吸気・排気外ドラム
10.300球状外周面の曲率に応じる程度の曲率を与
えられていて、確実な密封が維持される。上部表面14
4には、1個または2個以上の満143を設けて、さら
に密着を良好にすることができる。The upper surface 144 of the sealing member 142 is given a curvature corresponding to the curvature of the spherical outer peripheral surface of the intake/exhaust outer drum 10.300 to maintain a reliable seal. Upper surface 14
4 can be provided with one or more holes 143 to further improve the adhesion.
第13図は、環状部材の第2の実施例の分解斜視図で、
第14図は、その断面図である。この実施例においては
、密封機構は分割形ヘット構成体の下部部材110中に
設けられている。この下部部材110の吸気孔108お
よび排気孔109の周囲に、複数個の環状条溝150・
・・・・・か形成され、この条溝150内に環状の密閉
部材152か配設される。その下部に挿設された傘形ま
たは波形の環状弾性部材154により、密閉部材152
に上向きの弾性圧力が印加せられ、吸気および排気用ド
ラム10.30に対する接触が維持される。密閉部材1
52の側壁は、ドラム収納空腔107に対して垂直な環
状条溝150に対して適合するように、一定の傾斜を付
与されている。さらに、密閉部材152の中心線を延長
したとき、吸気または排気ドラム10.30の中心線と
に交差するように位置決めされている。FIG. 13 is an exploded perspective view of a second embodiment of the annular member;
FIG. 14 is a sectional view thereof. In this embodiment, the sealing mechanism is provided in the lower member 110 of the split head arrangement. A plurality of annular grooves 150 are formed around the intake hole 108 and the exhaust hole 109 of the lower member 110.
... is formed, and an annular sealing member 152 is disposed within this groove 150. An umbrella-shaped or corrugated annular elastic member 154 inserted into the lower part of the sealing member
An upward elastic pressure is applied to maintain contact with the intake and exhaust drum 10.30. Sealing member 1
The side walls of 52 are sloped to accommodate the annular groove 150 perpendicular to the drum storage cavity 107. Furthermore, the centerline of the sealing member 152 is positioned such that when extended, it intersects the centerline of the intake or exhaust drum 10.30.
第15図は、環状密閉部材の第3の実施例の分解斜視図
、第16図はその断面図である。密閉手段116は、前
記同様に、分解形ヘット構成体の下部部材110の吸気
孔あるいは排気孔の周囲の環状条溝160内に配設され
ている。密閉環体162の上部表面164は、ドラム収
納空腔の内面形状に適合して、吸気用ドラム10または
排気用ドラム30と接触を保つような環状面として形成
されている。密閉部材162の下端168には、圧力環
170を収納するための環状溝166が形成され、さら
に波形または傘形弾性体172が挿設されている。密閉
部材162の下端168の周囲には、さらに1対の傘形
または波形の弾性部材174が配設され、密閉部材16
2に対して上向きの圧力を印加して、上部表面164が
吸気ドラム10または排気ドラム30と接触を保つよう
にされている。上部表面164には、1個または2個以
上の条溝を設けて、吸気ドラム10または排気ドラム3
0との気密接触をさらに良好ならしめることができる。FIG. 15 is an exploded perspective view of a third embodiment of the annular sealing member, and FIG. 16 is a sectional view thereof. As before, the sealing means 116 is disposed in an annular groove 160 around the intake or exhaust hole of the lower member 110 of the disassembleable head assembly. The upper surface 164 of the sealing ring 162 is formed as an annular surface that conforms to the inner surface shape of the drum housing cavity and maintains contact with the intake drum 10 or the exhaust drum 30. A lower end 168 of the sealing member 162 is formed with an annular groove 166 for accommodating a pressure ring 170, into which a corrugated or umbrella-shaped elastic body 172 is inserted. A pair of umbrella-shaped or corrugated elastic members 174 are further disposed around the lower end 168 of the sealing member 162 .
2 to maintain upper surface 164 in contact with intake drum 10 or exhaust drum 30. The upper surface 164 may be provided with one or more grooves to allow the intake drum 10 or the exhaust drum 3 to be provided with one or more grooves.
0 can be made even better.
この発明による吸気用球状ドラムおよび排気ドラムは1
個の回転軸22に装着されているが、この回転軸22は
縦溝付きの軸であって、分割形シリンダヘッドに対する
軸受面に接触させるために、スライド可能な軸受部に対
して一定の間隔を設けたものである。これらの吸気およ
び排気ドラム10.30は、他の方法によって回転軸2
2に取付ける構造を採用しても差支えない。なお、この
実施例は、吸気ドラム10と排気ドラム30のすべてが
単一軸22に装着されたものであるが、多軸構造を採用
することもできる。この場合には5分割形シリンダヘッ
ドのドラム収納空腔内において、吸気ドラム10のすべ
ては第1の回転軸に、排気ドラム30のすべては第2の
回転軸に、そわぞれ装着される。球状バルブの動作は前
記実施例と同一である。但し、排気ドラムは吸気ドラム
とは別個の回転Ml−で回転するが、吸気孔は燃料混合
気を吸気ドラム10に導入し、排気管によって排気ドラ
ム30からの排気ガスを排出させるように改めて設計す
ればよいわけである。The spherical intake drum and the exhaust drum according to the present invention have 1
The rotary shaft 22 is a shaft with a longitudinal groove and is spaced at a certain distance from the slidable bearing portion in order to contact the bearing surface for the split cylinder head. It has been established. These intake and exhaust drums 10.30 are connected to the rotation axis 2 by other means.
There is no problem in adopting a structure in which it is attached to 2. In this embodiment, the intake drum 10 and the exhaust drum 30 are all mounted on a single shaft 22, but a multi-shaft structure may also be adopted. In this case, all of the intake drums 10 are mounted on the first rotating shaft, and all of the exhaust drums 30 are mounted on the second rotating shaft, respectively, in the drum housing cavity of the five-part cylinder head. The operation of the spherical valve is the same as in the previous embodiment. However, although the exhaust drum rotates at a rotation Ml- that is separate from the intake drum, the intake hole is newly designed so that the fuel mixture is introduced into the intake drum 10 and the exhaust gas from the exhaust drum 30 is discharged through the exhaust pipe. All you have to do is do it.
次に4サイクル機関について説明する。吸気ドラム10
の流入孔24の個数を多くし、また、排気ドラム30の
排気流路の個数を増し、クランク軸とピストンの上下動
に比して回転軸22と球状ドラムの回転数を低減すれば
、1シリンダ毎に複数個の吸気および排気バルブを有す
る複数バルブ機関の機能を5この発明によって実現する
ことができる。この場合は、回転軸22の回転数を等差
数列的に低減させ、毎分回転数を下げてクランク軸より
も低速で回転させるようにして、機関に加わる摩耗や損
傷を少くすることができる。以上の何れの実施例も、こ
の発明およびその技術思想の範囲から逸脱しないことは
言うまでもない。Next, a four-cycle engine will be explained. Intake drum 10
If the number of inlet holes 24 in the exhaust drum 30 is increased, the number of exhaust channels in the exhaust drum 30 is increased, and the rotational speed of the rotating shaft 22 and the spherical drum is reduced compared to the vertical movement of the crankshaft and piston, 1 The functionality of a multi-valve engine with multiple intake and exhaust valves per cylinder can be realized with the present invention. In this case, the number of rotations of the rotating shaft 22 is reduced in an arithmetic progression, and the number of revolutions per minute is lowered so that it rotates at a lower speed than the crankshaft, thereby reducing wear and damage on the engine. . It goes without saying that none of the above embodiments departs from the scope of this invention and its technical concept.
以上、この発明の好適な実施例につき記述し説明したが
、この発明は単にこれらの実施例に限定されるものでは
なく、当業者にとって当然この発明の範囲およびその技
術思想に含まれると兄なされるような変形例であれば、
いずれもこの発明の特許請求の範囲に属すること勿論で
ある。Although the preferred embodiments of this invention have been described and explained above, this invention is not limited to these embodiments, and it will be understood by those skilled in the art that it is naturally within the scope and technical idea of this invention. If this is a modified example,
Of course, all of them fall within the scope of the claims of this invention.
この発明は、以上説明したように構成されているので、
従来のような弾性付勢されたバルブを必要とすることが
なく、内燃機関の内部に発生する摩擦を低減させること
により、機関の効率を高めることができる。Since this invention is configured as explained above,
The efficiency of the internal combustion engine can be increased by reducing the friction generated within the internal combustion engine without requiring conventional elastically biased valves.
また、可動部材の部品点数を少くすることができるので
毎分回転数を十分に高めることができる。Furthermore, since the number of parts of the movable member can be reduced, the number of revolutions per minute can be sufficiently increased.
特に、この発明のバルブ構成は、4行程、8行程あるい
は166行程、ストレートヘッド形構成あるいはV字状
構成の内燃機関に対しても通用することかでき、また、
燃料噴射方式あるいは気化器方式の何れの内燃機関に対
しても通用を可能とする利点がある。In particular, the valve arrangement of the present invention can be used with internal combustion engines of 4-stroke, 8-stroke or 166-stroke, straight-head or V-configuration;
It has the advantage that it can be used with either fuel injection type or carburetor type internal combustion engines.
第1図はこの発明の吸気用球状ドラムの正面図、第2図
は吸気用ドラムの側面図、第3図は吸気用ドラムの斜視
図、第4図は排気用球状ドラムの側面図、第5図はその
正面図、第6図はその斜視図、第7図はシリンダと吸気
用球状ドラムの断正面図、第8図はシリンダと排気用球
状ドラムの断正面図、第9図は回転式球状バルブ装置と
分割構成ヘッドの分解斜視図、第10図は単一シリンダ
における吸気用球状ドラムと排気用球状ドラムの分解斜
視図、第11図は環状密閉部材の第1の実施例の分解斜
視図、第12図は第11図の断面図、第13図は環状密
閉部材の第2の実施例の分解斜視図、第14図は第13
図の実施例の断面図、第15図は環状密閉部材の第3の
実施例の分解斜視図、第16図は第15図の実施例の断
面図である。
10・・・・・・第1の球状ドラム(吸気用球状ドラム
)、12・・・・・・球面状外周面、14.16・・・
・・・平坦側面、18・・・・・・円環状空腔、20・
・・・・・中央孔、22・・・・・・回転軸、24・・
・・・・開口部(流入孔)、30・・・・・・第2の球
状ドラム(排気用球状ドラム)、32・・・・・・球面
状外周面、34.36・・・・・・平坦側面、40・・
・・・・内部流路、42・・・・・・開口部(第1の排
出孔)、44・・・・・・開口部(第2の排出孔)、1
00−−−−−−内燃機関本体、102・・・・・・シ
リンダ空腔、104・・・・・・ピストン、107−・
・・・・ドラム収納空腔、108−・・・−吸気孔、1
09−・・・・・排気孔、110−−−−−−下部ヘッ
ド、112・・・・・・上部ヘッド、114・・・・・
・流通路(吸気管)、116−・・・・・密閉手段、1
20・・・・・・流通路(排気管)、130・・・・・
・軸受面、140・・・・・・環状条溝、144゜16
4・・・・・・上部表面、142,152,162−・
・・・・環状密閉部材、150,174・・・・・・押
圧手段(傘形弾性部材)、154,172・・・・・・
押圧手段(波形弾性部材)
FIG、7
FIG、8
FIG、 12FIG. 1 is a front view of a spherical intake drum of the present invention, FIG. 2 is a side view of the intake drum, FIG. 3 is a perspective view of the intake drum, and FIG. 4 is a side view of the exhaust spherical drum. Figure 5 is a front view, Figure 6 is a perspective view, Figure 7 is a cross-sectional view of the cylinder and intake spherical drum, Figure 8 is a cross-sectional view of the cylinder and exhaust spherical drum, and Figure 9 is a rotation view. FIG. 10 is an exploded perspective view of the spherical intake drum and exhaust spherical drum in a single cylinder; FIG. 11 is an exploded perspective view of the first embodiment of the annular sealing member. 12 is a sectional view of FIG. 11, FIG. 13 is an exploded perspective view of the second embodiment of the annular sealing member, and FIG. 14 is a sectional view of FIG.
15 is an exploded perspective view of a third embodiment of the annular sealing member, and FIG. 16 is a sectional view of the embodiment of FIG. 15. 10... First spherical drum (intake spherical drum), 12... Spherical outer peripheral surface, 14.16...
... flat side surface, 18 ... circular cavity, 20.
...Central hole, 22...Rotation axis, 24...
...Opening (inflow hole), 30...Second spherical drum (exhaust spherical drum), 32...Spherical outer peripheral surface, 34.36...・Flat side, 40...
...Internal flow path, 42...Opening (first discharge hole), 44...Opening (second discharge hole), 1
00--- Internal combustion engine body, 102... Cylinder cavity, 104... Piston, 107-...
...Drum storage cavity, 108--...-Intake hole, 1
09--Exhaust hole, 110--Lower head, 112--Upper head, 114--
・Flow passage (intake pipe), 116-...Sealing means, 1
20...Flow path (exhaust pipe), 130...
・Bearing surface, 140... Annular groove, 144°16
4...Top surface, 142, 152, 162-...
...Annular sealing member, 150, 174...Press means (umbrella-shaped elastic member), 154, 172...
Pressing means (waveform elastic member) FIG, 7 FIG, 8 FIG, 12
Claims (13)
成るシリンダヘッドと、密閉手段と、燃料空気混合気を
シリンダに導入させるための第1の流通路と、排気ガス
を排出させるための第2の流通路と、回転軸とを備えた
回転式球状バルブ装置であって、前記着脱自在の2部材
構造のシリンダヘッドは上部および下部シリンダヘッド
より成り、この上部および下部シリンダヘッド部分は、
前記内燃機関に固設された際に、内燃機関の各シリンダ
に対して径方向に整列する1個の空腔を形成し、この空
腔は内燃機関のシリンダの各1個毎に、第1のドラム収
納空腔と第2のドラム収納空腔とを形成し、前記下部シ
リンダヘッド区画および第1のドラム収納空腔は、前記
シリンダと連通する1個の吸気孔を備え、前記シリンダ
ヘッド区画とドラムを収納する第2の空腔は、前記シリ
ンダと連通する1個の排気孔を備え、前記密閉手段は、
前記吸気孔および排気口に付随して配設され、前記第2
のドラム収納空腔を経由して燃料空気混合気をシリンダ
ヘッド内部に誘導する第1の流通路と、第2のドラム収
納区画を経由して廃気ガスをシリンダから排出するため
の第2の流通路とを備え、前記回転軸は、前記着脱自在
の2部材構造のシリンダヘッドの前記空腔内の軸受面に
支承され、またこの回転軸は、その軸に第1のドラムを
前記第1のドラム収納空腔に位置せしめると共に、第2
のドラムを前記第2のドラム収納空腔に位置せしめ、こ
の第1と第2のドラムの各々は、球を2個の平行平面に
よって画定して形成された球面状部を備え、前記平行側
面は、球の中心に対して対称に位置せられ、また、この
平行側面と球面状部とが丸みを持って接続されることに
より、ドラムは、球面状外周面と、平行な両端面より成
る形状に形成され、前記回転軸は、空腔内の支承軸受面
を気密接触状態に占有し、個々の前記ドラムは、前記ド
ラム収納空腔内にあってかつ、前記下部シリンダヘッド
区画内の吸気孔および排気孔と気密接触状態に保たれる
と共に、相互には隔離されており、第1のドラムは、第
1の流通路を開閉させることにより燃料空気混合気を内
燃機関へ導入させ、第2のドラムは、第2の流通路を開
閉させることによって排気ガスを内燃機関から排出せし
め、この際前記回転軸および第1と第2のドラムは、内
燃機関の動作サイクルとの一定の関係を有する速度で回
転することにより、回転軸の回転動作に応じて、第1の
ドラムは、前記シリンダの吸気孔および第1の流通路と
に順次に接触して、一定量の燃料空気混合気をシリンダ
内へ搬入させると共に、第2のドラムがシリンダの排気
孔および第2の流通路と接触することにより、回転軸の
回転動作に応じて一定量の排気ガスをシリンダから順次
に排出させるように構成されて成ることを特徴とするピ
ストン・シリンダ方式の内燃機関用の回転式球状バルブ
装置。(1) A cylinder head consisting of a removable two-member structure fixed to an internal combustion engine, a sealing means, a first flow path for introducing a fuel-air mixture into the cylinder, and a first flow path for discharging exhaust gas. A rotary spherical valve device comprising a second flow path and a rotating shaft, the removable two-member cylinder head comprising an upper and a lower cylinder head, the upper and lower cylinder head portions comprising: ,
When fixed to said internal combustion engine, it forms a cavity aligned radially with respect to each cylinder of the internal combustion engine, said cavity having a first cavity for each cylinder of the internal combustion engine. a drum storage cavity and a second drum storage cavity, the lower cylinder head compartment and the first drum storage cavity having an intake hole communicating with the cylinder; and a second cavity accommodating the drum is provided with one exhaust hole communicating with the cylinder, and the sealing means includes:
The second
a first flow path for directing the fuel-air mixture into the interior of the cylinder head via a drum storage cavity, and a second flow path for discharging waste gas from the cylinder via a second drum storage compartment. the rotary shaft is supported by a bearing surface in the cavity of the removable two-member cylinder head, and the rotary shaft has a first drum attached to the shaft. is located in the drum storage cavity of the second drum.
a drum is positioned in the second drum storage cavity, each of the first and second drums having a spherical portion formed by a sphere defined by two parallel planes, the first and second drums each having a spherical portion defined by two parallel planes, is positioned symmetrically with respect to the center of the sphere, and the parallel sides and the spherical portion are connected in a rounded manner, so that the drum consists of a spherical outer peripheral surface and both parallel end surfaces. the rotating shaft occupies a bearing bearing surface in the cavity in airtight contact, and each of the drums is in the drum storage cavity and in contact with the intake air in the lower cylinder head compartment. The first drum is maintained in airtight contact with the hole and the exhaust hole and is isolated from each other, and the first drum opens and closes the first flow passage to introduce the fuel-air mixture into the internal combustion engine. The second drum allows exhaust gas to be discharged from the internal combustion engine by opening and closing the second flow passage, and in this case, the rotating shaft and the first and second drums maintain a certain relationship with the operating cycle of the internal combustion engine. In response to the rotational movement of the rotating shaft, the first drum sequentially contacts the intake hole of the cylinder and the first flow passage to inject a certain amount of the fuel-air mixture. A certain amount of exhaust gas is sequentially discharged from the cylinder in accordance with the rotational movement of the rotating shaft by bringing the exhaust gas into the cylinder and bringing the second drum into contact with the exhaust hole and the second flow path of the cylinder. 1. A rotary spherical valve device for a piston-cylinder internal combustion engine, characterized in that:
、その平行側面の一方に面して第1流通路と連続的に接
触する円環状空腔を有することにより、燃料空気混合気
を導入し、前記第1のドラムは、その球面状外周面上に
前記円環状空腔と連通する少くとも1個の開口部を有す
ることにより、シリンダの吸気孔と順次に会合せしめて
燃料空気混合気を導入することを特徴とする請求項1記
載の回転式球状バルブ装置。(2) The first drum inside the first drum housing cavity has an annular cavity that faces one of its parallel sides and is in continuous contact with the first flow path, thereby allowing fuel-air mixing. The first drum has at least one opening on its spherical outer circumferential surface that communicates with the annular cavity, so that the first drum sequentially associates with the intake hole of the cylinder to introduce fuel. The rotary spherical valve device according to claim 1, characterized in that an air mixture is introduced.
くとも1個の開口部を備え、回転に応じてこの開口部が
シリンダの前記排気孔と順次に会合し、前記第2のドラ
ムを貫通する1個の内部流路は、この第2のドラムの平
坦側面上の少くとも1個の第2の開口部と連通して、前
記第2の流通路と順次に会合し、第2のドラム中にある
前記排出流路は、シリンダの前記排気孔と順次会合し、
他方前記第2の流通路は、排気ガスをシリンダから排出
させることを特徴とする請求項1記載の回転式球状バル
ブ装置。(3) The second drum has at least one opening on its spherical outer circumferential surface, and as the drum rotates, this opening sequentially joins the exhaust hole of the cylinder, and the second drum one internal flow passage through the drum communicates with at least one second opening on the flat side of the second drum and sequentially joins the second flow passage; the exhaust channel in the second drum sequentially meets the exhaust hole of the cylinder;
The rotary spherical valve device according to claim 1, wherein the second flow path allows exhaust gas to be discharged from the cylinder.
ストンの吸気行程中において、前記回転軸および第1の
ドラムの回転動作によってシリンダ中に燃料混合気が充
填され、次の吸気行程に到達するまでは、前記球面状外
周面と密閉手段とによってシリンダの吸気孔が気密封鎖
状態に保持され、排気行程においては、前記第2のドラ
ムがシリンダからの圧縮された排気ガスを受入れ、次の
排気行程に再び到達するまでは、前記球面状外周面と密
閉手段とによってシリンダの排気孔が気密封鎖状態に保
持されることを特徴とする請求項1記載の回転式球状バ
ルブ装置。(4) According to the rotation of the rotating shaft and the first drum, during the intake stroke of the piston, the fuel mixture is filled into the cylinder by the rotational movement of the rotating shaft and the first drum, and the fuel mixture is filled into the cylinder during the next intake stroke. Until this point, the intake hole of the cylinder is kept in an airtight seal by the spherical outer circumferential surface and the sealing means, and during the exhaust stroke, the second drum receives compressed exhaust gas from the cylinder, and then the second drum receives the compressed exhaust gas from the cylinder. 2. The rotary spherical valve device according to claim 1, wherein the exhaust hole of the cylinder is maintained in an airtight state by the spherical outer circumferential surface and the sealing means until the exhaust stroke of the cylinder is reached again.
2のドラムとの気密封鎖接触が、ドラム収納空腔内にお
けるシリンダの吸気孔および排気孔との各々と会合する
それぞれ1個の環状密閉部材であり、この環状密閉部材
が、ドラム収納空腔内の吸気孔と排気孔との各々の環状
条溝内に配設され、この環状密閉部材の下方の環状条溝
内部には、この密閉部材を上方に押圧する手段を備え、
これによって前記ドラムの球面状外周面に対して気密接
触が保持されることを特徴とする請求項1記載の回転式
球状バルブ装置。(5) the air-tight sealing contact of the first drum and the second drum in the drum storage cavity is with a respective one annular ring that is associated with each of the intake and exhaust holes of the cylinder in the drum storage cavity; A sealing member, this annular sealing member is disposed in each of the annular grooves of the intake hole and the exhaust hole in the drum housing cavity, and inside the annular groove below the annular sealing member, this annular sealing member is provided. comprising means for pressing the sealing member upward;
2. The rotary spherical valve device according to claim 1, wherein airtight contact is maintained with the spherical outer circumferential surface of the drum.
持させる押圧手段が、環状密閉部材の下方の条溝内に配
設された波形または傘形スプリングの形式の弾性部材よ
り成ることを特徴とする請求項5記載の回転式球状バル
ブ装置。(6) that the pressing means for maintaining airtight contact with the spherical outer circumferential surface of the drum comprises an elastic member in the form of a wave or umbrella spring disposed in a groove below the annular sealing member; The rotary spherical valve device according to claim 5.
、前記ドラムの球面状外周面の曲率に適合して気密封止
を果たすことを特徴とする請求項5記載の回転式球状バ
ルブ装置。(7) The rotary spherical valve device according to claim 5, wherein the upper surface of the annular sealing member is concave so as to conform to the curvature of the spherical outer circumferential surface of the drum to achieve airtight sealing.
ドの空腔内の軸受面に支承された単一軸または回転体よ
り成り、この単一軸または回転体上に第1のドラムおよ
び第2のドラムを装着したことを特徴とする請求項1記
載の回転式球状バルブ装置。(8) The rotating shaft consists of a single shaft or a rotating body supported on a bearing surface in a cavity of a removable two-part cylinder head, and a first drum and a second drum are mounted on the single shaft or rotating body. 2. The rotary spherical valve device according to claim 1, further comprising a drum.
行に配列された第1と第2の回転軸より成り、第1の回
転軸には、第1のドラム収納空腔内の第1のドラム群が
取付けられて、燃料空気混合気を機関内に導入し、第2
の回転軸には、第2のドラム収納空腔内の第2のドラム
群が取付けられて、排気ガスをシリンダから逐次排出さ
せることを特徴とする請求項1記載の回転式球状バルブ
装置。(9) The rotating shaft includes first and second rotating shafts arranged in parallel to each other in a two-part cylinder head, and the first rotating shaft includes a second rotating shaft located in the first drum housing cavity. One group of drums is installed to introduce the fuel-air mixture into the engine, and a second group of drums is installed to introduce the fuel-air mixture into the engine.
2. The rotary spherical valve device according to claim 1, wherein a second group of drums in a second drum housing cavity is attached to the rotating shaft of the cylinder to sequentially discharge exhaust gas from the cylinder.
を備え、機関の回転の2分の1の回転数を有することを
特徴とする請求項1または2記載の回転式球状バルブ装
置。(10) The rotary spherical type according to claim 1 or 2, characterized in that the first drum has one opening on its spherical outer circumferential surface and has a rotation speed that is one-half of the engine rotation. Valve device.
を備えることにより、流通路の個数の等差数列に基いて
、第1のドラムが、機関よりも遅い回転速度で回転する
ように時間的に規制されることを特徴とする請求項1ま
たは2記載の回転式球状バルブ装置。(11) By providing a plurality of openings on the spherical outer peripheral surface of the first drum, the first drum rotates at a rotation speed slower than the engine based on an arithmetic progression of the number of flow passages. 3. The rotary spherical valve device according to claim 1, wherein the rotary spherical valve device is temporally regulated as follows.
部から平坦側面上の第2の開口部に到って穿設された単
一通路を備えることにより、第2のドラムを内燃機関の
2分の1の回転速度で回転させることを特徴とする請求
項1または3記載の回転式球状バルブ装置。(12) the second drum comprises a single passage bored from a first opening on the spherical outer peripheral surface to a second opening on the flat side surface; 4. The rotary spherical valve device according to claim 1, wherein the rotary spherical valve device is rotated at one-half the rotational speed of an internal combustion engine.
の開口部から平坦側面上の第2の開口部に到って穿設さ
れた複数個の流通路を備えることにより、流通路の個数
の等差数列に基いて、内燃機関よりも遅い回転数で第2
のドラムが回転するように時間的に規制されることを特
徴とする請求項1または3記載の回転式球状バルブ装置
。(13) The second drum has a first drum on its spherical outer peripheral surface.
By providing a plurality of flow passages drilled from an opening on the flat side to a second opening on the flat side, the engine speed is lower than that of an internal combustion engine based on an arithmetic progression of the number of flow passages. And the second
4. The rotary spherical valve device according to claim 1, wherein the rotation of the drum is temporally regulated.
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